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沥青混凝土路面在公路工程中的应用

2022-01-04王远

交通建设与管理 2021年5期
关键词:玄武岩车辙摊铺

王远

(江苏宿迁交通工程建设有限公司,江苏 宿迁 223800)

0 引言

从我国公路行业步入高速发展时期以来,沥青混凝土路面一直是我国道路路面类型的主要选择,其中绝大部分道路以沥青混凝土路面修筑。但随着交通量的不断增长和超载超限现象的层出不穷,给道路带来了严峻的挑战,沥青混凝土路面的使用寿命不能达到设计使用的要求,出现较大规模的损坏[1]。此外,在通车早期,会出现裂缝、车辙等病害,主要由于半刚性基层和高温稳定性不足引起。因此,针对沥青混凝土路面出现的问题,提高路面施工质量便是十分必要的。

1 工程概况

宿迁市国省干线公路养护专项工程YHL8标项目道路路面结构由沥青混凝土面层+水泥稳定碎石砂砾基层组成,道路投入运营多年后,出现了较大规模的裂缝、车辙病害。经过检测单位进行旧路病害调查后显示,K73+000~K74+300、K74+900~K76+500、K77+200~K80+000等路段车辙十分严重,针对该情况,经过相关部门讨论后决定对该道路面层采取整体铣刨的方式进行养护维修,同时回铺7cmSUP-25+5cmSUP-13结构,上面层沥青采用SUP改性沥青防止路面车辙的产生。

2 原材料

2.1 沥青

由于原道路主要路段出现大规模的车辙和拥包,该现象主要是由于沥青混凝土的高温稳定性不足而引起的混合料流动造成,由于该城市道路属于城市主干道,车流量高,车辆高峰时段车辆来往十分频繁。设计单位经过充分考虑后决定采用SBS改性沥青作为原材料,以适当增加造价来提高路面的高温性能。

2.2 集料

原道路采用石灰岩作为道路原材料,经过现场调查发现,原道路路面泛白,石灰岩集料磨损度较高,因此,考虑到行车安全后决定采用当地生产的玄武岩作为原材料[2]。玄武岩呈中性,与沥青粘附性不足,同时适当添加抗剥落剂来提高玄武岩碎石和沥青的粘附等级,保证沥青混凝土的质量。

2.3 矿粉

在沥青混凝土中,矿粉均匀分散在混合料中的矿粉能够提高沥青混凝土的强度,保证其在行车荷载作用下具有良好的稳定性。

2.4 玄武岩纤维

在沥青中添加一定含量的纤维后,纤维成分能够与沥青形成十分稳定的结构,能够从各方面提高沥青混凝土的性能。原路面由于采用沥青混凝土路面出现了较为严重的车辙等高温条件引起的病害,在混凝土中添加玄武岩纤维后能够在一定程度上提高混凝土在高温条件下的蠕变强度。

3 施工工艺

3.1 沥青混合料的拌和

由于混合料中掺加纤维的原因使得混合料拌和越久效果越好,高温条件下长时间拌和会导致沥青混合料出现一定老化现象,将会影响沥青混凝土摊铺后的使用寿命,因此需要严格控制混合料的拌和时间来控制混合料的质量。

3.2 沥青混合料的运输

混合料装料时,如采用一次性装料方法,会使得粗集料和细集料分离。同时在运输过程中由于不可避免的急刹等意外,会加剧沥青混合料原材料的离析。因此在装料时采用分批装料法且运输过程中保证匀速运输混合料。

3.3 沥青混合料的摊铺

原道路对面层铣刨后,首先需要对上基层上浮动碎石进行清扫,同时检测其强度是否满足要求,对于基层破损路段应当采取一定措施恢复其强度。混合料运送至施工现场后,摊铺开始时要根据设计文件要求设定好松铺系数,路幅两侧通过钢丝设定摊铺高度,控制混合料摊铺量。由于面层采用两层结构,下层摊铺后及时跟进进行碾压,保证上面层摊铺施工的连续性。摊铺时需要注意的事项主要有以下几点,首先,对摊铺机进行预热避免热的沥青混合料由于黏度过高黏结布料器。此外,还要注意摊铺过程中混合料是否发生离析,针对摊铺不均匀部位,及时挖除重新摊铺。最后,全幅一次性摊铺较为容易造成离析和压实不均匀现象,在保证质量前提下可以尽量分幅摊铺,但需要对摊铺搭接处进行处理,防止道路修筑完成后水分渗入而引起道路病害。

3.4 沥青混合料的碾压

沥青混凝土碾压方式应当采用多台梯队碾压形式,跟进摊铺碾压时采用静压方式碾压,压路机碾压是通过将摊铺后的混合料压缩排除其中空气提高密实度的过程,压路机的吨位越大,产生的压实效果就越佳,因此能采用吨位较大的压路能一定程度提高沥青混凝土路面质量[3]。复压采用振动压路机对道路进行压实,振动压路机通过对混合料产生冲击波效果能够较为良好地对路面进行压实,相比静压,振动压实是使得沥青混凝土路面达到规范要求密实度的关键,最后采用胶轮压路机进行揉搓,使得混合料中的颗粒重新排列,提高沥青混凝土路面的密实效果。

4 试验路段性能检验

4.1 高温稳定性

为了验证新建路面的高温稳定性能,通过车辙试验评价掺加玄武岩纤维后路面的高温性能,试验结果见表1。

表1 车辙试验和马歇尔稳定度结果

根据车辙试验结果,在沥青混合料中掺加玄武岩纤维后,路面的高温稳定性能具有不同程度的提升,且在掺量为0.3%时,具有最佳的效果。

4.2 水稳定性

为了验证沥青混凝土路面水稳定性,通过浸水马歇尔试验对其抗水损能力进行分析,具体试验结果见表2。

表2 浸水马歇尔试验结果

试验结果说明在沥青混凝土中掺加一定含量的玄武岩纤维成分后,沥青混凝土路面的抗水损能力有不同程度的提升,其中在0.3%掺量时,路面抗水损能力最佳。

5 结语

本文结合具体实例,研究沥青混凝土在公路工程中的应用,针对沥青混凝土的原材料配比、施工工艺、试验路段性能进行了简要的介绍,同时提出了一种提高道路沥青路面性能的方法。结果表明:在沥青混凝土中掺加3%含量的玄武岩纤维时,沥青混凝土性能提升最佳。

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